太阳能电池中电流的产生，称为“光生电流”，涉及两个关键过程。第一个过程是吸收入射光子以产生电子-空穴对。只要入射光子的能量大于带隙的能量，太阳能电池中就会产生电子-空穴对。然而，电子（在 p 型材料中）和空穴（在 n 型材料中）是亚稳定的，平均而言，它们在复合之前的时间仅仅约等于少数载流子的寿命。如果载流子复合，则光产生的电子空穴对就会消失，而不会产生电流或功率。
第二个过程是通过 p-n 结收集（分离）这些载流子，可通过利用 p-n 结在空间上分离电子和空穴来防止这种复合。载流子通过 p-n 结处存在的电场作用而分离。如果光产生的少数载流子到达 p-n 结，它就会被结处的电场扫过结而变成多数载流子。如果太阳能电池的发射极和基极连接在一起（即，如果太阳能电池短路），则光生载流子将流过外部电路。短路时的理想流动如下面的动画所示。
p-n 结处电子和空穴的理想短路流动。少数载流子不能穿过半导体-金属边界，为了防止复合，如果要利用它们帮助电流产生，则必须把它们由结收集（分离）起来。
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